Come funzionano i computer

I computer utilizzano il sistema numerico binario per manipolare e archiviare tutti i propri dati inclusi numeri, parole, video, grafica e musica.

Il sistema numerico binario, chiamato anche sistema numerico in base 2 ,

utilizza  solo combinazioni di due numeri: zero (0) e uno (1). 

il sistema binario è un sistema posizionale: conta la posizione con cui sono scritti i numeri

Il termine bit, l’unità più piccola della tecnologia digitale, sta per “Binary digiT”. 

1 byte è un gruppo di 8 bit

1 kilobyte è 1.024 byte o 8.192 bit.

Usando numeri binari, 1 + 1 = 10 perché “2” non esiste in questo sistema.

Il vantaggio del sistema binario è la sua semplicità. 

Un dispositivo informatico può essere creato da qualsiasi cosa che abbia una serie di interruttori, ognuno dei quali può alternare tra una posizione “on” e una posizione “off”. 

Quando un interruttore è “on” rappresenta il valore di uno e quando l’interruttore è “off” rappresenta il valore di zero

I dispositivi digitali eseguono operazioni matematiche accendendo e spegnendo interruttori binari. 

Più velocemente il computer può accendere e spegnere gli interruttori, più velocemente può eseguire i suoi calcoli.

I bit sono un elemento fondamentale dell’informatica digitale. 

Il termine “digitalizzare” significa trasformare un segnale analogico in un segnale digitale

Una fotografia in bianco e nero può essere digitalizzata disponendo una griglia fine sull’immagine e calcolando la quantità di grigio ad ogni intersezione della griglia, chiamata pixel . 

Ad esempio, utilizzando un codice a 8 bit, la parte dell’immagine che è puramente bianca può essere digitalizzata come 11111111.

Allo stesso modo, la parte che è puramente nera può essere digitalizzata come 00000000.

Ciascuno dei 254 numeri che rientrano tra questi due estremi (numeri da 00000001 a 11111110) rappresenta una sfumatura di grigio. 

Quando è il momento di ricostruire la fotografia utilizzando il sistema binario, il computer decodifica l’immagine, assegna la corretta tonalità di grigio a ciascun pixel e viene visualizzata l’immagine.

Per migliorare la risoluzione, è possibile utilizzare una griglia più fine in modo che l’immagine possa essere espansa a dimensioni maggiori senza perdere i dettagli.

Una fotografia a colori viene digitalizzata in modo simile, ma richiede molti più bit per memorizzare il colore del pixel. 

Pertanto, le immagini a colori richiedono molto più spazio di archiviazione rispetto a quelle in bianco e nero.

cos’è un bit  (binary digit in inglese) è l’unità di informazione più piccola trattata da un eleboratore.

Un bit è quindi la più piccola parte di una memoria e può trasmettere informazioni all’elaboratore stesso in due modi: essendo “spento” (0) o essendo “acceso” (1).

cos’è un byte = un gruppo di 8 bit

 

  • 1 bit  elemento più piccolo

  • 1 byte = 8 bit

  • 1 Megabit corrisponde ad un milione di bit

  • 1 Megabyte ad 1 milione di byte (e ad 8 milioni di bit).

  • 1 Gigabit corrisponde ad 1 miliardo di bit.

  • 1 Terabit corrisponde a mille miliardi di bit,

  • 1 Petabit corrisponde a 1 milione di miliardi di bit (e così via).

  • La distinzione tra Megabit (Mb) e MegaByte (MB)

    si può notare dalla lettera b, che è minuscola anche se si parla di Megabit al secondo (Mbps) e maiuscola se si parla di Megabyte (MBps)

  • Ad esempio, avere una connessione internet che scarica a 100 Mega (Mb, o megabit) significa poter scaricare file da internet alla velocità di 12,5 Megabyte al secondo.

  • Avere una connessione a 1000 Mega in download, significa poter scaricare alla velocità di 0,122 GB (circa) al secondo.

Un pixel, in computer grafica, è l’unità minima convenzionale della superficie di un’immagine digitale. 

I pixel, sono disposti in modo da comporre una griglia fissa rettangolare

Come è fatto un “computer”

PC Desktop, PC portatili, tablet e smartphones sono tutti «computer» perché caratterizzati da:

  • Unità centrale di elaborazione (o CPU, acronimo di Central Processing Unit);

  • Memoria;

  • Schede elettroniche di espansione;

  • Dispositivi di input/output;

  • Canale di comunicazione dei dati.

Un dispositivo dotato di questi 5 elementi fondamentali è definibile come un «computer».

– CPU – L’unità di elaborazione centrale (central processing unit, in sigla CPU) o processore centrale o più propriamente microprocessore è il cervello del computer (ciò che gli permette di fare i calcoli e compiere le operazioni logiche)

E’ caratterizzato dalla «VELOCITA’» con cui elaborata i dati (misurata in Hz). Più è veloce, più il computer è potente.

– La memoria di un computer è l’elemento deputato alla memorizzazione dei dati (informazioni).

Esistono vari «supporti fisici» per la memorizzazione dei dati.

Una memoria può essere considerata come una sequenza finita di «celle» in cui ogni cella contiene una sequenza finita di bit (informazioni sotto forma di numeri binari), normalmente gestiti a gruppi di otto detti byte (ecco perché la capacità di memorizzazione è misurata in Mega-Byte, Giga-Byte, ecc.).

La memoria può essere «permanente» (esempio disco «rigido») o «temporanea» (scompare quando si spegne il PC – in tal caso si chiama Memoria RAM).

– La scheda elettronica d’espansione è una qualsiasi scheda elettronica diversa dalla CPU del computer e che, una volta installata, ne espande le funzionalità.

La scheda d’espansione può appartenere a una grande varietà di tipi di schede elettroniche:

scheda video (che permette di trasformare i dati in immagini da proiettare su uno schermo) – 

scheda di rete (che permette di far dialogare il Computer con altri computer o con internet) – 

scheda audio (che permette di trasformare i dati in suoni) – 

scheda di memoria – Ecc.

Anche le schede, come la CPU, sono caratterizzate da una velocità di elaborazione dati (Hz)

I dispositivi di INPUT/OUTPUT sono sostanzialmente i dispositivi che ci permettono di interagire con il computer.

I dispositivi di INPUT ci permettono di inviare dati e comandi AL computer:

Mouse – Tastiera – Microfono – Scanner – Webcam – Ecc.

I dispositivi di OUTPUT ci permettono di ricevere dati e informazioni DAL computer:

Schermo – Casse Audio – Stampante – Cuffie – Ecc.

L’ultimo elemento è il canale di comunicazione dati.

Sembra scontato, ma questo elemento è ciò che permette alle diverse schede di “comunicare” tra loro scambiandosi informazioni o dati attraverso la trasmissione di segnali (ovviamente anche con le periferiche di INPUT/OUTPUT).

In pratica è il canale di trasferimento con cui colloquiano le componenti di un elaboratore elettronico (computer).

COME SI COMPONE UN COMPUTER

– HARDWARE

Sono le componenti FISICHE dei computer (di cui abbiamo già parlato)

  • MEMORIA (hard disk, RAM, ROM)

  • CPU (processore) e SCHEDE VARIE

  • PERIFERICHE DI INPUT E OUTPUT (mouse, stampante, schermo, casse audio, microfono, cuffie, scanner…)

SOFTWARE

Sono sostanzialmente i programmi.

I programmi sono una serie di istruzioni che l’uomo scrive 

(sulla memoria del computer) e che il computer legge ed esegue.

Il computer da solo non potrebbe svolgere alcuna funzione senza delle istruzioni create dall’uomo: i programmi (o software)

Il programmatore è uno specialista nel progettare software che permettono ai computer di svolgere qualsiasi funzione.

IL SISTEMA OPERATIVO

Il sistema operativo è il PROGRAMMA principale.

Senza sistema operativo il computer non potrebbe eseguire altri programmi. Non funzionerebbe.

Il Sistema operativo permette al Computer di:

  • accendersi e spegnersi

  • comunicare con memorie e schede

  • archiviare i dati

  • visualizzare i dati in maniera grafica

  • collegarsi alle periferiche (input/output)

ERGONOMIA

Disciplina scientifica che si occupa dei problemi relativi al lavoro umano in rapporto alla progettazione delle macchine e agli ambienti di lavoro,

al fine di individuare le soluzioni più idonee alle esigenze psicofisiche dei lavoratori e al contempo a quelle della produzione.

 

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